浅谈电站锅炉安装监检中应注意的问题
2011-08-15邹小娟许建国杨小平
邹小娟,许建国,杨小平
(1.浙江新安化工股份有限公司,浙江 建德 311600;2.杭州市特种设备检测院,浙江 杭州 310008)
浅谈电站锅炉安装监检中应注意的问题
邹小娟1,许建国2,杨小平1
(1.浙江新安化工股份有限公司,浙江 建德 311600;2.杭州市特种设备检测院,浙江 杭州 310008)
介绍了电站锅炉安装监督检验的法规、标准和方法,根据实践经验提出了工作中应注意的问题。
电站锅炉;安装;监督;检验;法规;标准
电站锅炉安装监督检验的法规、标准等在不断更新和完善中,通过近几年来的工作实践,结合这几年安装监督检验的经验,在此介绍一些基本的安装监督检验的法规、标准和方法,以期对相关工作提供有益的借鉴。
1 焊接工艺评定的检查
焊接工艺评定是为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价,其目的主要是:
(1)评定施焊单位的焊接能力是否符合相关国家或行业标准、技术规范所要求的焊接接头。
(2)验证施焊单位所拟订的焊接工艺指导书的正确性与否。
(3)为制定正式的焊接工艺指导书或焊接工艺卡提供可靠的技术依据。
评定的结果是焊接工艺评定报告。对安装单位适用于每一个项目工地的焊接工艺评定有一个比较简单的查法,《焊接工艺评定报告》中有结论一栏,里边写着“评定标准、评定结果、适用范围”:评定标准一般按照《蒸汽锅炉安全技术监察规程》附录 1 或《焊接工艺评定规程》DL/T868-2004,结果:合格;适用范围中明确写着适用母材、焊接方法、厚度范围,检验时只要对照该焊接的接头的母材、焊接方法、厚度在该适用范围之内;需要注意的是工艺的正确执行还需要正确的焊接位置、破口、电特性及焊前预热与焊后热处理。这就需要在焊接中检查焊接工艺的执行情况。
2 检查锅炉基础
万丈高楼平地起,锅炉的基础极其重要,任何施工单位在锅炉安装前均需对锅炉基础复查、验收。复查、验收标准为DL/T5047-95《电力建设施工及验收技术规范 (锅炉机组篇)》。根据该标准,要求锅炉基础表面的钢板平整光洁,测量基础平面标高时要求对每一基础平面至少测量三个点以上,以保证测量精度,保证基础平面度和水平度。同时在保证锅炉基础的水平度基础上,要求基础平面标高允许误差均为负偏差(0-20mm),以保证钢架高度(标高)不够时可用垫铁来调整。
3 锅炉钢架的检查
锅炉受热面都放置或吊挂在钢架上,钢架的稳定、精确直接关系到受热面的安装。钢架组合应在稳固的已找平的组合架上进行。钢架的组合验收可以通过以下几点来控制:
3.1 核查1 m标高点
3.2 抽查各立柱的距离、横梁的标高及组合件的对角线
在钢架安装后,还需要注意验收以下几点:(1)根据厂房的基准标高,测定各立柱的1 m标高。
在土建给定一个1 m标高点时,各立柱的1 m标高应根据该给定点来调整、定位,常用的办法是调整垫铁厚度,这项核对工作在实际工作中比较容易遗漏。如果遗漏,后果可能对锅炉受压部件本身安装没有多大影响,但锅炉与汽轮机发电机组、与除尘设备系统、与上煤及出灰系统、与给水及排污系统等的连接到时会产生安装误差的积累,从而给其它系统设备的安装带来难度。
(2)除了复查基础标高以外,同时还需对锅炉各钢柱脚之间的间距、标高、对角线进行逐一检查复核,对钢立柱的垂直度、大板梁的垂直度进行抽查。
4 射线拍片中应注意的问题
受热面管子的射线探伤在安装施工中一直问题较多,其主要原因是施工单位没有很好地执行已制定并批准的质量手册和程序文件等。在安装监检中可以从以下几方面加以督促:
4.1 拍片时机
抽拍时,拍片时机的选择直接关系到返修的容易与否,同时也可能会影响到焊接质量。安装单位有时为了赶进度,往往弃质量而不顾。无损检测抽查时,往往要求对每一位焊工每一天的焊接焊口作相应比例的无损检测,多排管子重叠焊接时要求每焊一排管子,无损检测马上跟上并完成,发现焊接质量问题时立即返修,无质量问题时方可进行下一排管子焊接,否则将直接导致无法返修,而且个别焊工可能会有侥幸心理,会因为焊缝不探伤或位置不够无法探伤而降低焊接质量。
所以锅炉各受热面管子的焊接质量检查(探伤)不能在焊接工作全部完成后再进行。就拿焊缝拍片来说,不能仅挑那些容易拍片的焊口进行拍片,容易拍片的往往也是焊接质量容易控制的,不能起到对焊缝焊接质量真正监督检查的目的。我们自己对合金钢受热面焊缝的1%随机无损检测抽查,更要挑一些可能会有问题的、而且安装单位没有拍过的焊口来进行。
4.2 底片质量
安装现场条件简陋,暗室条件差,底片质量不如人意,这是安装现场的通病,但这不能成为底片质量差的理由。在安装单位底片出现黑度太小,放在观片灯上跟白片差不多,怎么看底片呢,用手电或直接对准台灯,这样显然不行。至于底片上未放置焊缝标记等,这样更加不行,所以都应当避免。
4.3 拍片数量
安装现场的无损检测抽查比例,除了采用无直段弯头对应的特殊规定外,安装单位一般均能遵守《蒸规》中的相应要求,但往往不能很好地遵守JB/T4730-2005《承压设备无损检测》的相应规定。 JB/T4730.2-2005 在 4.1.5 条规定:小径管环向对接焊接接头100%检测的透照次数:采用倾斜透照椭圆像时,当T/Do≤ 0.12时相隔90°透照 2 次; 当 T/Do>0.12 时相隔 120°或 60°透照 3次。垂直透照重叠成像时,一般应相隔120°或60°透照3次。安装单位抽拍受热面管子时一般抽查数量为接头数的25%,但应避免只拍双片,因为这样是不符合《承压设备无损检测》JB/T4730-2005的要求的。
4.4 外包外协
有一些安装单位有自己的无损检测部门,但有些单位不具有或即使具有但在外地安装时用自己的无损检测队伍不经济。总之,这些安装单位由于这样那样的原因将无损检测这项工作进行了外包。TSG Z0004-2007《特种设备制造、安装、改造、维修质量保证体系基本要求》中允许将无损检测进行分包,但要求对分包方无损检测质量进行控制,包括对分包方资格、范围及人员资格的确认,对分包方的评价并形成评价报告,对分包方的无损检测工艺、记录和报告的审查确认等,所有这些见证资料必须齐全。
4.5 合金钢焊缝的抽查
对于安装现场所焊接的合金钢受热面,TSG G7001-2004《锅炉安装监督检验规则》要求监检单位在现场随机抽查不少于1%的合金钢焊接接头。由于各种原因,监检单位这方面的工作做得不尽人意,有时是指定一些焊接接头并请安装公司进行无损检测。安装单位又往往把这部分数量计入他的拍片比例中,这样做与监检规则的本意不是十分相符,而且监检报告中也缺少了“现场进行无损检测、光谱分析等内容的单项报告”,即使有你所指定的焊口的无损检测报告,那也是安装公司的报告,不是监检单位的报告。
5 焊接接头外观检查
受热面管子外壁错口值要求不得超过壁厚的10%,且不大于1 mm,其它管道外壁错口值要求不得超过壁厚的10%,且不大于4 mm。对接接头焊缝外形尺寸按焊接接头类别,根据DL/T 869-2004中的表7进行检查。
6 试样制作
合金钢材料试样制作时,很多检验人员都知道受热面管子按接头数的0.5%、管道按接头数的1%数量来制作,但材料规格五花八门,全都要做吗?焊工有好几个时,又要做多少数量呢?
确定试样数量有以下几个原则:
(1)焊接试样其中一个目的是为了检验焊工的焊接质量,焊工不同则焊接质量可能天差地别,所以,即使只有两道焊口,如果由两个焊工制作,那也要制作两个试样。
(2)试样要有代表性,这就要求试件材料、焊接材料、焊接设备和工艺与所代表的产品相同。所以《蒸规》要求同钢号、同焊接材料、同焊接工艺、同热处理设备及规范。
(3)需要注意,虽然焊接接头是焊工按照焊接工艺规程制作的,焊接工艺规程是由合格的焊接工艺评定支持的,焊接工艺评定中规定了焊接接头的母材、焊材、焊接工艺、热处理规范,但对于母材,焊接工艺评定是按大类的钢号进行分类的,如《蒸规》 附录 1 中的 1、2、3、4 四类钢,DL/T 868-2004《焊接工艺评定规程》中的A、B、C三类钢。因此,在不同的工艺评定中即使划为同一类的,如GB5310中同属珠光体耐热钢的15CrMoG与12Cr1MoVG,在规格相同时(如均为 Φ 38 × 3.5),工艺评定可以覆盖,但由于母材钢号不同,焊接试样必须分开做。
(4)同一钢号不同规格的母材,在焊材相同、工艺相同时,则可同一处理。因为焊接工艺中对于母材厚度都有一个范围,在这范围之内,其它情况相同时,焊接接头力学性能相同。
7 超胀
《蒸规》中对于胀接提出了胀管率的控制,采用的是内径控制法,但对于超胀则只字未提。GB50273-2009《锅炉安装工程施工验收规范》中提出:对于额定工作压力大于2.5 MPa的锅炉的胀管率的控制,应符合随机技术文件的规定;同时给出了内径控制法与外径控制法的计算公式;也规定了超胀时超胀管口的数量、比例及不同控制方法时的最大胀管率。两个规程中同样对于内径控制法,有不同的公式及控制范围。但仔细分析,两个公式表述的意思实际上是一模一样的,只是采用内径控制法时,《蒸规》中的胀管率范围较宽,而GB50273-2009相对较严。这一点可以理解,毕竟《蒸规》是最低要求。
因此,超胀时可以采用《蒸规》中的内径控制法,超胀数量不得大于胀接总数的4%,且不得超过15个,其最大胀管率不得超过2.8%。
8 锅炉管道常见的问题
锅炉管道包括主蒸汽管道、给水管道以及锅炉本体主要管道,如果有再热器的则包括再热蒸汽冷(热)段管道。管道安装监检需注意以下几点:
8.1 管道布置中常见的问题
由于设计与实际之间往往有一定的偏离,锅炉管道在实际布置时常会发现:按图施工则管道会与楼梯、钢架等相碰,或妨碍运行检查,或实际施工时与理论计算不一致,经常相差几个厘米。凡此种种,均需要与锅炉厂及用户协调,最好取得他们的认可。需要设计更改的,出设计更改单;设计不更改,制造单位认为可以,但如上所述相邻两环缝距离只有几个厘米之类的,请制造单位与用户确认。这些问题及处理意见,都将作为监检记录的一部分存档。
8.2 焊前预热、焊后热处理及硬度检查
管道由于管壁较厚,或因为是合金钢材料,往往在焊接工艺中明确需要焊前预热及焊后热处理。预热及热处理规范应参照焊接工艺执行。在DL/T 869-2004《火力发电厂焊接技术规程》中提到:经过焊接工艺评定,且具有与作业指导书规定相符的热处理自动记录曲线图的焊接接头,及A类钢焊接接头可免去硬度检验。
8.3 无损检测
管道无损检测主要涉及无直段弯头的无损检测。现在锅炉厂家发出来的管道有很多是直管加无直段弯头,这样制造轻松了,安装的工作量却大了。按照《蒸规》,无直段弯头需要100%无损检测,而安装单位却经常忘记这一点,如果管道直径小于或等于159 mm,直接按环缝条数抽查25%,这就造成无直段弯头的无损检测比例不够。
8.4 依据标准
DL 5031-94《电力建设施工及验收规范-管道篇》至今仍未失效,但对于电厂里的主蒸汽管道,管道级别的划分不再是高、中、低三类划分,而是划分为GD1、GD2两类。但对于动力管道,现在没有相应的监察规程。因此,对于管道制造要求,依然参照DL 5031-94;相应的检验要求,则可以参照DL 5031-94及《蒸规》。对于主蒸汽管道,依据DL 5031-94,如果进行100%无损检测合格,可代替液压试验(DL 647-2004中也有相应规定)。
9 水压试验
水压试验是指锅炉承压部件的强度与严密性进行的检验,水压试验是安装监检的停滞点,非经监检确认,不能进行后道工序。
9.1 升压、降压速度
大部分规程中仅规定锅炉在超压状态下的升压速度 “不能大于 0.2 MPa/min”,降压速度则仅要求“缓慢”。但在DL647-2004《电站锅炉压力容器检验规程》中对锅炉安装时的水压试验有明确要求:“升压速度为 0.2 ~ 0.3 MPa/min, 降压速度为0.4 ~ 0.5 MPa/min”。可见超压状态下锅炉的升、降压速度还是有下限的,即锅炉不能长期处于超压状态下。
9.2 工作压力
水压试验压力为1.25 p,这里的工作压力为锅筒的工作压力,故“升到工作压力,暂停升压”,及“降到工作压力进行检查”,指的都是锅筒的工作压力,而不是锅炉额定蒸汽压力。
9.3 检查时机
规程明确指出,检查时机为超压前后稳定在两个工作压力时进行检查,但实践中往往有较多检验人员在超压试验压力时进行检查。这样是非常危险的。
10 安全阀的整定
《蒸规》上明确规定“有过热器的安全阀,按较低压力进行调整的安全阀,必须为过热器上的安全阀,以保证过热器上的安全阀先开启”,目的是保证过热器能得到充分的冷却。但有些安装单位对此不甚明了,将过热器上的安全阀按《蒸规》上的两种压力进行调整,同时,对锅筒上的两个安全阀,也按两种压力调整,这是不正确的。正确的做法是:锅筒上的两个安全阀,均应按较高的压力进行调整,也就是均应设置为工作安全阀。
同时,安全阀的整定压力、启闭压差在《蒸规》上也有明确规定,整定压力太高,影响锅炉使用安全,启闭压差太大,安全阀迟迟不回座,影响汽轮机运行安全,所有这些,我们需明白。
11 锅炉化学清洗的检查标准
锅炉化学清洗检查标准按TSG G5003-2008《锅炉化学清洗规则》执行。化学清洗质量检验包括清洗方案、内表面检查、腐蚀试片检查、固定设备上的阀门检查,清洗检验后应当出具检验报告。需要注意:用腐蚀试片测定的金属腐蚀速度小于8 g/(m2h),腐蚀总量不大于 80 g/m2,这与《电力建设施工及验收技术规范 (锅炉机组篇)DL/T 5047-95不同。
12 吹管质量检查时应注意的问题
吹管质量的检查,在DL/T 5047-95中有规定,我们在检查吹管质量时,不能仅检查靶板,看靶板斑痕粒度与斑痕数量。因为在吹管质量标准中还有第一条:要求吹管系数大于1。或许实际当中吹管系数确实大于1,但这一点必须在吹管记录中明确记载,我们也必须明白吹管检查的这个大前提。
13 签字确认
锅炉安装监检中,在安装单位提供的工作见证上的签字确认有三种形式:资料审查、现场监督、实物抽查,这三种方式应当注明,并同时注明签字日期。但实践当中有许多检验人员只是签上自己的大名与日期,却没有注明签字确认方式,这是不对的。如在钢架检查中,只签上自己的大名,表示自己已全部检查了吗?显然不可能。正确的做法是:签上自己的名字,确认方式(如资料审查+实物抽查等)及日期。在自己的监检记录中则同样注明监检员、确认方式(如资料审查+实物抽查)及日期,实物抽查应注明抽查的是哪片钢结构、抽查了哪些尺寸、结果怎样等等。如果与安装单位提供的见证不一致,则必须将不一致情况在监检记录上做详细记载。
电站锅炉安装监检任务繁重,涉及的法律、规程较多,具体做法也因人而异,以上是本人对电站锅炉安装监检中一些易忽视的方面的探讨,欢迎大家指正。
10.3969/j.issn.1007-2217.2011.04.011
2011-09-08